本實用新型涉及機器人技術領域，具體涉及多自由度仿生機械手。

背景技術：

如今市場上已經出現(xiàn)了各種類型的機械手，大部分是通過軟件進行操控，實現(xiàn)了自動化操作，整體來看，市面上的機械手造價昂貴，尤其是多自由度的機械手造價更高，此外，這些機械手需要匹配相應的操作軟件，通常需要較高學歷的熟練工人來操作，沒有普遍適用性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的缺陷和不足，提供一種結構簡單，設計合理、使用方便的多自由度仿生機械手。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是：它包含機械手、單片機轉換電路、手指數據采集結構；其中，機械手包含轉軸、舵機、手指節(jié)，手指數據采集結構包含關節(jié)和電位器；機械手的手指節(jié)上安裝舵機，在機械手的手指節(jié)連接處安裝轉軸，單片機轉換電路安裝在機械手的手指節(jié)下方，在手指數據采集結構上安裝關節(jié)，電位器安裝在兩個關節(jié)連接處，且電位器與單片機轉換電路相連接，機械手以單片機轉換電路為控制核心，通過電位器捕捉人手動作，將信息反饋至單片機轉換電路，經過數據處理，控制機械手上的舵機的轉動，從而實現(xiàn)機械手的控制。

電位器采用WL-B50K電位器，并且選用模擬的骨架結構固定，單片機轉換電路采用Arduino MEGA 2560單片機，舵機采用SG90舵機，機械手外殼采用建模軟件設計，利用3D打印機打印，純手工裝配，3D打印機原材料是輕質PLA材料；電位器隨著人指關節(jié)的轉動而轉動，并且將采集的信息反饋給單片機轉換電路，單片機轉換電路是將單片機采集的動作信息和運動信號的數據，進行編碼處理與信息的轉換，并且輸出舵機可以接受的脈沖信號，機械手在舵機接收單片機轉換電路的脈沖信號后驅動機械手在指令指揮下做出相應的手勢，實現(xiàn)機械手的同步運動，達到模仿人手的各種動作的效果。

在使用過程中先將手指數據采集結構固定在手套上，帶上手套后，手指的運動可以帶動著數據采集結構的運動，從而帶動電位器的轉動，然后，運動信息采集后傳遞至單片機轉換電路，單片機轉換電路編碼后形成操作指令，最后，把舵機固定到機械手中，以便于當有數據傳輸時機械手部分進行對應的動作，單片機轉換電路將操作指令傳遞給機械手上的舵機，最終在舵機的驅動下，機械手仿生人手做出相應的手勢。

采用上述結構后，本實用新型有益效果為：本實用新型所述的多自由度仿生機械手，具有結構簡單，設置合理，制作成本低等優(yōu)點。實現(xiàn)了機械手與人手結構高度相似，有十四個手指節(jié)，且每個手指節(jié)都可以活動，實現(xiàn)了多自由度，通過對人手運動數據的采集，可實時實現(xiàn)機械手執(zhí)行相同動作，實現(xiàn)了仿生。

本實用新型可實現(xiàn)機械手與人手動作的完全同步，不僅可以夾持物件，還可以做出各種人手可以做的動作，機械手部分采用舵機驅動，人手動作信號采集部分運用電位器，實現(xiàn)人手動作的角位移信號捕捉和機械手的轉動；是一款任何人都能夠操作的簡易機械手，并且可以演示人手所做出來的手勢，使其具有應用于機器人交通警察、盲語表達等手勢演示工作的潛力。

附圖說明

圖1是本實用新型的機械手結構示意圖；

圖2是本實用新型的手指數據采集結構示意圖；

圖3是本實用新型的機械手原理示意圖；

圖4是本實用新型的手指數據采集結構原理示意圖。

附圖標記說明：

1、機械手；1-1、轉軸；1-2、舵機；1-3、手指節(jié)；2、單片機轉換電路；3、手指數據采集結構；3-1、關節(jié)；3-2、電位器。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施方式，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參看圖1-圖4所示，它包含機械手1、單片機轉換電路2、手指數據采集結構3；其中，機械手1包含轉軸1-1、舵機1-2、手指節(jié)1-3，手指數據采集結構3包含關節(jié)3-1和電位器3-2；機械手1的手指節(jié)1-3上安裝舵機1-2，在機械手1的手指節(jié)1-3連接處安裝轉軸1-1，單片機轉換電路2安裝在機械手1的手指節(jié)1-3下方，在手指數據采集結構3上安裝關節(jié)3-1，電位器3-2安裝在兩個關節(jié)3-1連接處，且電位器3-2與單片機轉換電路2相連接；機械手1以單片機轉換電路2為控制核心，通過電位器3-2捕捉人手動作，將信息反饋至單片機轉換電路2，經過數據處理，控制機械手1上的舵機1-2的轉動，從而實現(xiàn)機械手1的控制。

電位器3-2采用WL-B50K電位器，并且選用模擬的骨架結構固定，單片機轉換電路2采用Arduino MEGA 2560單片機，舵機1-2采用SG90舵機，機械手1外殼采用建模軟件設計，利用3D打印機打印，純手工裝配，3D打印機原材料是輕質PLA材料；電位器3-2隨著人指關節(jié)的轉動而轉動，并且將采集的信息反饋給單片機轉換電路2，單片機轉換電路2是將單片機采集的動作信息和運動信號的數據，進行編碼處理與信息的轉換，并且輸出舵機1-2可以接受的脈沖信號，機械手1在舵機1-2接收單片機轉換電路2的脈沖信號后驅動機械手1在指令指揮下做出相應的手勢，實現(xiàn)機械手1的同步運動，達到模仿人手的各種動作的效果。

在使用過程中先將手指數據采集結構3固定在手套上，帶上手套后，手指的運動可以帶動著數據采集結構的運動，從而帶動電位器3-2的轉動，然后，運動信息采集后傳遞至單片機轉換電路2，單片機轉換電路2編碼后形成操作指令，最后，把舵機1-2固定到機械手1中，以便于當有數據傳輸時機械手1部分進行對應的動作，單片機轉換電路2將操作指令傳遞給機械手1上的舵機1-2，最終在舵機1-2的驅動下，機械手1仿生人手做出相應的手勢。

本具體實施方式實現(xiàn)了機械手1與人手結構高度相似，有十四個手指節(jié)1-3，且每個手指節(jié)1-3都可以活動，實現(xiàn)了多自由度，通過對人手運動數據的采集，可實時實現(xiàn)機械手1執(zhí)行相同動作，實現(xiàn)了仿生，不僅可以夾持物件，還可以做出各種人手可以做的動作，機械手1部分采用舵機1-2驅動，人手動作信號采集部分運用電位器3-2，實現(xiàn)人手動作的角位移信號捕捉和機械手1的轉動。

對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。